3月16日上午,卡內(nèi)基和平基金會高級研究員涂建軍做客鳳凰網(wǎng)演播室
自11日強震發(fā)生以來,日本福島第一核電站險情不斷。目前,該核電站的6個機組當(dāng)中,已有4個發(fā)生爆炸。核電站泄漏的放射性物質(zhì)正在日本地區(qū)擴散。
福島核事故后,在各國民眾中引起一定恐慌。日本福島核電站事故到底是什么狀況?最壞可能帶來怎樣的后果?如何應(yīng)對放射性物質(zhì)在什么情況下會對人體產(chǎn)生危害?3月16日上午,鳳凰網(wǎng)特別邀請卡內(nèi)基和平基金會高級研究員涂建軍做客演播室一一解讀。
對話主持:陳芳
對話嘉賓:涂建軍,卡內(nèi)基和平基金會高級研究員,曾任加拿大溫哥華MKJA公司資深能源與環(huán)境咨詢顧問、加拿大工業(yè)能源終端使用數(shù)據(jù)和分析中心客座研究員
以下為對話實錄:
福島第一核電站分布和部分機組安全狀況圖 制圖:鳳凰網(wǎng)
一、福島核電站到底發(fā)生了什么?為什么會爆炸?
鳳凰網(wǎng):首先請問,日本福島第一核電站事故到底是怎么回事?為什么核反應(yīng)堆停止工作了還會產(chǎn)生重大事故?為什么一直在對外泄露核物質(zhì)?
涂建軍:我首先談一下核電站的工作原理。福島核電站建的年代比較久,其反應(yīng)堆屬于“沸水反應(yīng)堆”(Boiling Water Reactors),是美國通用電氣公司于1950年代中期研發(fā)成功的一種輕水核反應(yīng)堆。就是核物質(zhì)氧化鈾通過核裂變之后產(chǎn)生大量的熱量,對輕水進行加熱,進而產(chǎn)生大量蒸汽,再將蒸汽中的水脫掉,用熱的蒸汽帶動汽能機發(fā)電,最后蒸汽冷卻后回流至反應(yīng)堆。
沸水反應(yīng)堆比壓縮反應(yīng)堆簡單很多,但這種核反應(yīng)堆有一個問題,即在核反應(yīng)停止后,因為核物質(zhì)有衰變過程,還會持續(xù)產(chǎn)生大量的熱量,必須用冷卻系統(tǒng)帶走。不然熱量越積越多,會導(dǎo)致核燃料熔化,熔化就非常危險了。
此次福島第一核電站事故是怎么回事?是地震加高達十米的海嘯引起的。首先,地震震級高達九級,核電站設(shè)計時也許并沒有考慮到如此高的震級。其次,海嘯高達十米,最初的核電站設(shè)計也沒有考慮到。
但我們也看到,福島核電站的設(shè)計還是不錯的,在地震之后基本上是準(zhǔn)確地自動停機。這時,如果其冷卻系統(tǒng)能正確工作,也不會有太大的問題。但現(xiàn)在問題就出在這里,因為海嘯產(chǎn)生的海浪太高,緊急發(fā)電機的圍堰系統(tǒng)沒有十米高,被海嘯淹沒,不能正常工作。福島核電站還有一些備用電器系統(tǒng),但技術(shù)也被損壞。根據(jù)我的了解,它有一些備用電池系統(tǒng),但持續(xù)的時間不可能太久,如果沒有緊急發(fā)電系統(tǒng)或者外面電力資源,完全靠備用電池系統(tǒng)不能持續(xù)太久,所以冷卻系統(tǒng)不能正常工作。
冷卻系統(tǒng)無法正常工作,輕水不能將反應(yīng)器內(nèi)部的熱量帶走,核燃料被高壓的壓力容器包在里面,溫度越積越高,就有危險,因為這里有水,水和高溫的核燃料接觸后就可能分解成氧氣和氫氣。為了冷卻系統(tǒng),需要往里面不停地注水,但壓力高注不進去,必須要將里面的高溫蒸汽排出來,這樣高溫氫氣和氧氣接觸,就發(fā)生了氫氣爆炸。就是我們看到的爆炸,廠房房頂被掀開。
鳳凰網(wǎng):氫氣爆炸是沒有辦法?
涂建軍:氫氣爆炸是沒有辦法。因為反應(yīng)堆最外面有一個安全防護殼,蒸汽排到安全防護殼之外,就會爆炸。安全防護殼的等級是比較高的,爆炸的時候不會有事,但外面的廠房不能抵抗這種爆炸威力,就是我們看到的屋頂被掀翻。
二、會不會重蹈切爾諾貝利核事故悲劇?
鳳凰網(wǎng):核設(shè)施的反應(yīng)堆有三道保護屏障是嗎?每一道屏障起的作用是什么?
涂建軍:第一道,堆心就有安全作用,通過一些陶瓷材料將核燃料棒聚在一起;第二道,是壓力容器,包著整個燃料棒;第三道是安全殼,也是最重要的。切爾諾貝利就是少了最后一道安全殼,所以爆炸時產(chǎn)生了大量放射性物質(zhì),塵埃飄到空氣中,到歐洲各地。福島核電站事故不可能像切爾諾貝利那么大,就是因為它有安全防護殼。
三、最重要的保護屏障--安全殼破裂意味著什么?
鳳凰網(wǎng):剛才我看到有最新消息稱,日本官房長官枝野幸男16日表示,“日本福島第一核電站1號與3號核反應(yīng)堆的安全殼可能受到損壞,日本可能需要尋求美國軍方的援助?!比绻踩珰て茐?,會產(chǎn)生什么樣的后果?
涂建軍:安全殼受損,會源源不斷有一些輻射物出來。但這里說的“可能受到損壞”,我的理解,不會是整個大面積的,只是說有裂縫。如果核輻射控制不了,里面的燃料棒要么通過海水冷卻,要么自然水冷卻,必須要做核反應(yīng)堆的永久性封存,就是要建一個棺材將其封死在里面。
鳳凰網(wǎng):現(xiàn)在有沒有可能來做永久性封存工作?
涂建軍:現(xiàn)在不行,因為里面的溫度太高了,非要等它冷卻下來才能做這件事情。
鳳凰網(wǎng):在這個冷卻過程中,會釋放一些放射性物質(zhì)?冷卻大概需要多長時間?會有多少放射性物質(zhì)釋放出來?
涂建軍:冷卻具體的時間,我還很難講清楚,最少需要幾天的時間,因為還要取決于海水能不能發(fā)揮作為;如果靠自然冷能的話,時間有可能更長一點。
鳳凰網(wǎng):那這個過程中,釋放出來的放射性物質(zhì)量會有多大?
輻射劑量和對人體傷害基礎(chǔ)知識圖 制圖:鳳凰網(wǎng)
四、福島核電站釋放出的放射性物質(zhì)對人體會有什么影響?
鳳凰網(wǎng):我們也看到在日本核電站周圍檢測到的放射性物質(zhì)主要包括碘131和銫137。
涂建軍:對。這兩種東西放射出來之后,我們就可以肯定是里面的泄露,就是反應(yīng)堆里面的物質(zhì)出來了,這是比較肯定的一點。
(鳳凰網(wǎng)編者注:核電運行中,產(chǎn)生放射性物質(zhì)碘131,甲狀腺吸收后造成損傷。預(yù)先服用含有穩(wěn)定碘同位素的藥片,可以阻斷人體甲狀腺對放射性碘-131的吸收?!胺派湫缘狻钡陌胨テ跒?天,8天后的放射性就會下降一半。銫-137,會造成造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)損傷,半衰期為30年。)
鳳凰網(wǎng):這兩種放射物質(zhì)對人體會有什么影響?多大量可能產(chǎn)生實質(zhì)性的危害?
涂建軍:需要根據(jù)人接觸核反應(yīng)時間的長短,以及劑量大小來定。
(詳見上圖:核輻射與對人類危害)
五、裸露在外的乏燃料棒會產(chǎn)生什么后果?
鳳凰網(wǎng):我們了解到的最新消息,目前福島核電站最危險的是四號機組,爆炸后還有783根用過的乏燃料棒裸露在外,乏燃料棒是什么?裸露在外會有什么影響?
涂建軍:乏燃料棒,就是用完后的燃料放在乏燃料棒池里,它的溫度本身并不是太高,因為池中有冷卻水系統(tǒng)。但現(xiàn)在也有一個相同的問題,冷卻系統(tǒng)如果不能正常工作的話,溫度就會越來越高,裸露在空氣里也是一個巨大的安全隱患。
鳳凰網(wǎng):也會釋放出放射性物質(zhì)嗎?
涂建軍:乏燃料棒之所以說危險,最大的問題是乏燃料棒池的安全措施,本身來講沒有核反應(yīng)堆那么強,因為它只是作為一個存儲的物質(zhì)。據(jù)報道稱乏燃料殼可能有破損,現(xiàn)在也是無法得到證實,如果破損了,這也是很嚴(yán)重的一件事情。
鳳凰網(wǎng):福島核電站一共六個機組,現(xiàn)在一二三四號機組都發(fā)生了爆炸?,F(xiàn)在據(jù)最新消息,五號六號機組乏燃料棒也有升溫現(xiàn)象,五號、六號機組會不會有什么樣的危險?
涂建軍:如果冷卻系統(tǒng)不能正常工作,也要出問題的,因為必須需要冷卻系統(tǒng)。
鳳凰網(wǎng):針對這種情況,根據(jù)您的觀察,有沒有能力應(yīng)對?
涂建軍:日本政府,現(xiàn)在甚至把現(xiàn)場的很多工人以及自衛(wèi)隊員撤走了,已經(jīng)沒有人接近事故最前沿的現(xiàn)場,我想他們后面可能會派工業(yè)機器人去。
六、最壞的情況會怎樣?怎么應(yīng)對?
鳳凰網(wǎng):發(fā)生了最壞的情況,能有什么樣的應(yīng)對措施?
涂建軍:目前,這個事情短期內(nèi)馬上解決,誰都沒有好辦法,日本政府肯定是盡最大的努力在做這件事情。如果把時間拉長一點,等自然冷卻,反應(yīng)器里的溫度降下來,遇到最差最差的情況,可以做永久性的封存,技術(shù)上還是有解決方法的。
但現(xiàn)在確實不知道事故的嚴(yán)重程度,到底到了哪一級。我現(xiàn)在做的判斷是五到六級之間,以后的發(fā)展有可能升到六級,但到七級我認(rèn)為不太可能,蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站事故是七級,福島核電站事故與切爾諾貝利核電站事故還是有本質(zhì)的區(qū)別。
鳳凰網(wǎng):五到六級之間,對普通人來講,會具有什么樣的危險程度?
涂建軍:國際原子能機構(gòu)公布的核擴散危險程度體系,有兩個標(biāo)準(zhǔn),一是對人產(chǎn)生多大的危害,一是對裝置產(chǎn)生多大的危害。三里島事故定為五級,是因為燃料棒已經(jīng)熔了很大一部分,所以事后被定為五級,但它對周圍的居民產(chǎn)生的輻射是比較小的。
為什么說日本這次事故會超過五級?不但反應(yīng)器部分熔解,還存在全部熔解的可能性;另外它對很一部分居民已經(jīng)產(chǎn)生了核輻射危害,還包括美國直升機飛行員。
鳳凰網(wǎng):氣流和風(fēng)向?qū)Ψ派湫晕镔|(zhì)會產(chǎn)生怎樣的影響?
涂建軍:目前是西北風(fēng),向太平洋方向吹。如果它風(fēng)向變了之后,距離最近和下風(fēng)口的地方,會最先受到影響,但影響和放射總量有關(guān),如果放射總量不是很大,即使擴散過去,對人體的影響也很小,可能還不如我們受一次X光照射那么嚴(yán)重。
一旦升級,我相信日本政府一定會采取緊急措施的,最后一定會走永久封存這一條路。
鳳凰網(wǎng):永久封存技術(shù)上是有可能的?
涂建軍:如果核反應(yīng)器安全外殼損毀比較嚴(yán)重,在反應(yīng)堆冷卻之后,有可能做這一步,但成本非常非常的高,不到萬不得已不希望做這一步。
鳳凰網(wǎng):永久封存大概是怎么一回事?
涂建軍:切爾諾貝利核電站事故之后,就采取了永久封存,把核廢料和廢棄的反應(yīng)堆全部放在一起,在外面用鋼筋混凝土層層圍起來。但切爾諾貝利核電站當(dāng)時做的有點粗糙,可能還牽涉到成本問題,對烏克蘭政府來講是很大的安全挑戰(zhàn),最近還在考慮重新做鋼結(jié)構(gòu)的封存。
鳳凰網(wǎng):到現(xiàn)在還存在安全隱患?
涂建軍:還沒有解決。所以說核電站如果發(fā)生了這么大級別的事故,不是短期可以解決的,這也會成為日本政府長期的政治經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。
七、福島核電站事故對他國有什么警示?
鳳凰網(wǎng):這也給其他國家的核電站產(chǎn)生很大的警示作用。我們看到德國、法國都做出了一定的反應(yīng)。
涂建軍:德國,由于民眾強烈反對,默克爾已經(jīng)宣布暫停延長核電站壽命的計劃,老的核電站也停下來檢修;瑞士也打消了繼續(xù)建核電站的念頭;美國,我認(rèn)為奧巴馬政府想推進核能發(fā)展,會面臨民眾的挑戰(zhàn)。
關(guān)于核電站的建設(shè),要考慮兩個挑戰(zhàn):一是安全上的挑戰(zhàn),必須保證在安全的情況下開發(fā)核能;二是人力資源的挑戰(zhàn),有沒有足夠合格的人才來建核電站?有沒有那么多合格的人才來運營核電站?這都是很大的挑戰(zhàn)。我們現(xiàn)在看到很多核電站事故,大多是因為操作失誤和應(yīng)對不當(dāng)導(dǎo)致事故惡化,對人的要求很高。
鳳凰網(wǎng):地震頻發(fā),讓很多人再一次聯(lián)想到2012會不會真的會來?這種心理您怎么看?
涂建軍:2012,更多從人和自然的關(guān)系來理解,人類和自然之間的關(guān)系要理順,在經(jīng)濟開發(fā)過程中,對自然需要保持適度的敬畏心理。
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